第18章 焦耳定律及其应用专题练习（解析版 原卷版）

中小学教育资源及组卷应用平台 焦耳定律及其应用专题练习 知识梳理 一、电流的热效应 电流通过导体时，电能转化为内能的现象 二、焦耳定律 1.发现 英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系. 2.内容： 电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. 3.公式： 4.注意： 当电路为纯电阻电路时，电流产生的热量才等于电路所消耗的电能，即，否则只能用焦耳定律计算. 题型专练 题型1 电热影响因素的探究 1．如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝、串联在电路中，且。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关后，通过的电流小于的电流 B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙管慢 C．该实验装置用于探究电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系 D．该实验用到了转换法和控制变量法 【答案】D 【知识点】串联电路的电流规律、探究电流产生热量与电阻的关系、控制变量法、转换法 【详解】A．因为、串联在电路中，根据串联电路电流处处相等的特点可知，闭合开关后，通过的电流等于的电流，故A错误； B．已知，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知，产生的热量多。因为U形管中液面的高度差反映密闭空气温度的变化，所在容器中空气吸收的热量多，温度升高得快，所以甲管中液面上升比乙快，故B错误； C．该实验中两电阻丝串联，电流和通电时间相等，电阻不同，是用于探究电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系，而不是电压和通电时间一定时，故C错误； D．通过U形管中液面的高度差反映密闭空气温度的变化，从而反映电阻丝产生热量的多少，运用了转换法；控制电流和通电时间相同，研究电热与电阻的关系，运用了控制变量法，故D正确。 故选D。 2．（多选）如图所示是探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个相同的透明容器中密封着等量的空气，电阻丝的阻值R1=R2=R3=5Ω。下列说法正确的是 （　　） A．本实验运用了转换法和控制变量法 B．通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差较大 C．透明容器中的空气是通过热传递的方式使其内能增加的 D．若将R2改为10Ω，可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 【答案】AC 【知识点】探究电流产生热量与电阻的关系、探究电流产生的热量与电流的关系、热传递改变物体的内能 【详解】AB．装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，该装置可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，探究过程运用了控制变量法；实验中通过转换法通过观察U形管液面的高度差来表示电阻丝产生电热的多少，由焦耳定律可知通电一段时间后，左侧电阻丝产生的热量多，由转换法可知，左侧U形管中的液面高度差比右侧大，故A正确，B错误； C．改变内能的方法是做功和热传递，容器里的空气是通过热传递的方式使其内能增加的，故C正确； D．若将R2换为阻值为10Ω的电阻，两容器内的电阻不相等，通过的电流也不相等，根据控制变量法，不能实现探究目的，故D错误。 故选AC。 3．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（ ） A．甲，乙两实验都可以用来研究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 B．甲实验中两个电阻串联在同一个电路中只是为了保证流过两个电阻的电流相等 C．将乙图中右侧容器外接电阻换小一些，则右侧U形管高度变化会更明显 D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气的温度之比约为 【答案】A 【知识点】设计探 ... ...